When we hear the word radiation, it's tempting to picture huge explosions and frightening mutations, but that's not the full story. Radiation also applies to rainbows and a doctor examining an x-ray. So what is radiation really, and how much should we worry about its effects? The answer begins with understanding that the word radiation describes two very different scientific phenomena: electromagnetic radiation and nuclear radiation. Electromagnetic radiation is pure energy consisting of interacting electrical and magnetic waves oscillating through space. As these waves oscillate faster, they scale up in energy. At the lower end of the spectrum, there's radio, infrared, and visible light. At the higher end are ultraviolet, X-ray, and gamma rays. Modern society is shaped by sending and detecting electromagnetic radiation. We might download an email to our phone via radio waves to open an image of an X-ray print, which we can see because our screen emits visible light. Nuclear radiation, on the other hand, originates in the atomic nucleus, where protons repel each other due to their mutually positive charges. A phenomenon known as the strong nuclear force struggles to overcome this repulsion and keep the nucleus intact. However, some combinations of protons and neutrons, known as isotopes, remain unstable, or radioactive. They will randomly eject matter and/or energy, known as nuclear radiation, to achieve greater stability. Nuclear radiation comes from natural sources, like radon, a gas which seeps up from the ground. We also refine naturally occurring radioactive ores to fuel nuclear power plants. Even bananas contain trace amounts of a radioactive potassium isotope. So if we live in a world of radiation, how can we escape its dangerous effects? To start, not all radiation is hazardous. Radiation becomes risky when it rips atoms' electrons away upon impact, a process that can damage DNA. This is known as ionizing radiation because an atom that has lost or gained electrons is called an ion. All nuclear radiation is ionizing, while only the highest energy electromagnetic radiation is. That includes gamma rays, X-rays, and the high-energy end of ultraviolet. That's why as an extra precaution during X-rays, doctors shield body parts they don't need to examine, and why beach-goers use sunscreen. In comparison, cell phones and microwaves operate at the lower end of the spectrum, so there is no risk of ionizing radiation from their use. The biggest health risk occurs when lots of ionizing radiation hits us in a short time period, also known as an acute exposure. Acute exposures overwhelm the body's natural ability to repair the damage. This can trigger cancers, cellular dysfunction, and potentially even death. Fortunately, acute exposures are rare, but we are exposed daily to lower levels of ionizing radiation from both natural and man-made sources. Scientists have a harder time quantifying these risks. Your body often repairs damage from small amounts ionizing radiation, and if it can't, the results of damage may not manifest for a decade or more. One way scientists compare ionizing radiation exposure is a unit called the sievert. An acute exposure to one sievert will probably cause nausea within hours, and four sieverts could be fatal. However, our normal daily exposures are far lower. The average person receives 6.2 millisieverts of radiation from all sources annually, around a third due to radon. At only five microsieverts each, you'd need to get more than 1200 dental X-rays to rack up your annual dosage. And remember that banana? If you could absorb all the banana's radiation, you'd need around 170 a day to hit your annual dosage. We live in a world of radiation. However, much of that radiation is non-ionizing. For the remainder that is ionizing, our exposures are usually low, and choices like getting your home tested for radon and wearing sunscreen can help reduce the associated health risks. Marie Curie, one of the early radiation pioneers, summed up the challenge as follows: "Nothing in life is to be feared, it is only to be understood. Now is the time to understand more, so that we may fear less."
Când auzim cuvântul „radiație”, suntem tentați să ne imaginăm explozii uriașe și mutații înfricoșătoare, dar asta nu e întreaga poveste. Radiațiile se aplică și în cazul curcubeului sau al unui medic ce examinează o radiografie. Așadar, ce sunt radiațiile și cât de mult ar trebui să ne îngrijoreze efectele lor? Răspunsul începe cu a înțelege că „radiație” descrie două fenomene științifice foarte diferite: radiația electromagnetică și radiația nucleară. Radiația electromagnetică e energie pură formată din unde electrice și magnetice care interacționează și oscilează în spațiu. Pe măsură ce oscilează mai repede, crește și nivelul de energie. La capătul de jos al spectrului, se află undele radio, lumina infraroșie și cea vizibilă. La capătul de sus sunt razele ultraviolete, razele X și gamma. Societatea modernă e definită de emisia și detecția radiațiilor electromagnetice. Putem descărca un e-mail în telefon prin unde radio pentru a afișa imaginea unei radiografii, pe care o putem vedea deoarece ecranul emite lumină vizibilă. Pe de altă parte, radiația nucleară își are originea în nucleul atomic, unde protonii se resping datorită sarcinilor electrice pozitive. Un fenomen cunoscut drept forța nucleară tare încearcă să anuleze respingerea și să mențină nucleul intact. Totuși, unele combinații de protoni și neutroni, cunoscute ca izotopi, rămân instabile sau radioactive. Aceștia vor produce la întâmplare materie și/sau energie, cunoscută ca radiație nucleară, pentru a obține o stabilitate mai mare. Radiația nucleară provine din surse naturale, precum radonul, un gaz care se găsește în sol. Rafinăm și minereuri naturale radioactive pentru a alimenta centralele nucleare. Chiar și bananele conțin cantități mici ale unui izotop radioactiv al potasiului. Așadar, dacă trăim într-o lume a radiațiilor, cum putem scăpa de efectele periculoase ale acestora? Pentru început, nu toate radiațiile sunt periculoase. Radiațiile devin riscante când rup electronii atomilor la impact, un proces care poate afecta ADN-ul. Aceasta e cunoscută drept radiația ionizantă deoarece un atom care a câștigat sau pierdut electroni se numește ion. Toate radiațiile nucleare sunt ionizante, însă doar radiațiile electromagnetice cu energie mare sunt ionizante. Asta include razele gamma, razele X și ultravioletele de înaltă energie. De aceea, la radiografii, ca măsură suplimentară de protecție, medicii acoperă părțile corpului care nu trebuie examinate, iar cei ce merg la plajă folosesc protecție solară. Celularele și cuptoarele cu microunde operează la capătul de jos al spectrului, așa că nu există riscul radiațiilor ionizante în cazul lor. Cel mai mare risc pentru sănătate apare când suntem expuși la multe radiații ionizante într-o perioadă scurtă de timp, cunoscută ca expunere acută. Expunerea acută afectează capacitatea naturală a corpului de a se reface. Asta poate duce la cancer, disfuncție celulară, chiar și deces. Din fericire, expunerea acută e rară, însă suntem expuși zilnic la un nivel scăzut de radiații ionizante din surse naturale și create de om. E dificil pentru oamenii de știință să cuantifice aceste riscuri. Corpul adesea repară răul făcut de cantități mici de radiații ionizante, iar dacă nu poate, efectele expunerii pot să nu se manifeste decât după o decadă sau mai mult. O modalitate prin care cercetătorii cuantifică această expunere e o unitate numită sievert. O expunere acută la un sievert va provoca probabil amețeală în câteva ore, iar patru sieverți pot fi fatali. Totuși, expunerea normală zilnică e mult mai mică. O persoană obișnuită e expusă anual la o radiație de 6.2 microsieverți de la toate sursele, cam o treime datorată radonului. Fiecare având doar cinci microsieverți, ar trebui să faceți mai mult de 1.200 de radiografii dentare ca să acumulați doza anuală. Vă amintiți banana aceea? Dacă ați putea absorbi toate radiațiile din ea, ați avea nevoie cam de 170 pe zi ca să atingeți doza anuală. Trăim într-o lume a radiațiilor. Totuși, mare parte sunt neionizante. Pentru restul care sunt ionizante, expunerea e de obicei scăzută, iar opțiuni precum testarea casei pentru radon și loțiunea de protecție solară pot ajuta la reducerea riscului asupra sănătății. Marie Curie, unul dintre pionierii radiației, a rezumat provocarea astfel: „Nimic nu trebuie să te sperie în viață, trebuie doar să înțelegi. E timpul să înțelegem mai mult, astfel încât să ne temem mai puțin.”